Ученые научились изменять память мышей с помощью тока и оптоволокна
28 августа 2014 года
Ученые-нейрофизиологи научились перезаписывать воспоминания в мозгу мышей, превращая приятные впечатления в неприятные. До манипуляций на человеческой памяти все еще очень далеко, но в отдаленной перспективе нынешние открытия могут помочь в излечении целого ряда психических расстройств.
Нейролог Роджер Редондо из Массачусетского технологического института и его коллеги задались вопросом - какие конкретно сети нейронов хранят в мозгу наши хорошие и дурные воспоминания и можно ли изменить их эмоциональную окраску. О ходе исследования говорится в статье, которую ученые подготовили для журнала Nature.
Как оказалось, воспоминания хранятся в гиппокампе, подкорковой области мозга, а связанные с ними эмоции - в другом участке мозга, мозжечковой миндалине, или амигдале. Ученые предположили, что эмоциональную окраску воспоминаний можно изменить. "Память о первом романтическом ужине с возлюбленным может вызывать другое настроение, когда отношения закончатся. Память остается точной, но положительные ассоциации утрачиваются", - отмечает Тономори Такеши и Ричард Моррис из Университета Эдинбурга.
Под руководством профессора Судзуми Тонегавы, который, как отмечает "Газета.ru", является нобелевским лауреатом по физиологии и медицине 1987 года и основателем Института обучения и памяти Массачусетского технологического института, для изменения воспоминаний был задействован метод оптогенетики. Путем генной инженерии клетки мозга мышей были наделены чувствительностью к свету. Затем в мозг мышей вживлялся оптоволоконный кабель, а лазерный луч возбуждал отдельные нейроны, переводит отчет ученых InoPressa.
Отрицательные и положительные эмоции у подопытных животных вырабатывали с помощью электрошока (страх) и встреч с самкой (удовольствие). Затем, когда мыши заходили на определенный участок, лазер активировал клетки, отвечающие за эти эмоции. Мыши, ранее пережившие страх, убегали, а те, кто испытывал удовольствие, задерживались в этом отсеке тренировочной камеры надолго.
На следующем этапе ученые попробовали поменять эмоциональную окраску памяти мышей. Они пустили их к самкам и активировали светом нейроны. Вторая группа мышей, наоборот, вместо самок получила удар током при активации нейронов. Тренировочные камеры при этом не использовались.
При контрольном исследовании оказалось, что в тренировочной камере первая группа подопытных, которая воспринимала определенный отсек как опасный, начала туда стремиться. Другие мыши, которые ранее надеялись получить удовольствие от встречи самки, начали избегать ранее привлекательного участка.
"Мы определили схему и показали, что можем управлять ею искусственно", - отметил доктор Редондо. Таким образом стало понятно, как люди избавляются от фобий и посттравматических расстройств.
Отметим, подобные эксперименты в Массачусетском технологическим институте проводятся не впервые. Прошлым летом журнал Science писал об успехах исследователей, воздействовавших на ответственные за память мышей нейроны мозга с помощью вспышек света. Тогда нейрофизиологи обратили внимание на то, что память имеет нестабильную природу и любое воспоминание каждый раз фактически перезаписывается, поскольку собирается нейронами заново. "Процесс запоминания ничуть не похож на звукозапись. Память очень податлива и легко позволяет внести изменения", - отмечал соавтор исследования Стив Рамирес.
При этом ученые предупреждали, что о "пакетном" внедрении знаний, как в фильме "Матрица", или полной замене памяти, как в блокбастере "Вспомнить все", говорить невозможно даже гипотетически.
В это время в Цюрихском университете группа биологов под руководством Изабель Мансю изучала процесс запоминания информации в мозге млекопитающих через модификацию особых белков в ядрах нервных клеток, участвующих в упаковке ДНК. Нейрофизиологи обнаружили, что в процессе запоминания новой информации участвуют гиппокамп и префронтальная кора мозга. Первый отдел отвечает за обработку временной информации, второй - за долгосрочную память, говорится в статье в Nature.
Ученые обнаружили, что процессы памяти регулируются особой молекулярной памятью, влияющей на работу ДНК и связанных с ней механизмов. Активность некоторых генов при этом изменяется при помощи химической модификации гистонов - белковой упаковки ДНК. Их изменение приводит к ухудшению или улучшению "читаемости" гена, что отражается на его роли в работе клетки, поясняет РИА "Новости".
Мансю и ее коллеги вырастили мышей, в геном которых встроены гены, подавляющие системы "очистки" гистонов - белок РР1, и проследили за изменением работы памяти подопытных животных через выключение работы этого белка. Им удалось вызвать как ухудшение, так и улучшение памяти грызунов.
В исследовании отмечалось, что понимание работы молекулярной эпигенетической памяти млекопитающих позволит разработать препараты, улучшающие долговременную или кратковременную память или "удаляющие" неприятные воспоминания. Ранее подобного эффекта удавалось достигать только при помощи наркотиков, в частности - метамфетаминов. Об этом исследовании ученых института им. Эллен Скриппс и университета Северной Каролины писал журнал Biological Psychiatry.
Источники
править
Любой участник может оформить статью: добавить иллюстрации, викифицировать, заполнить шаблоны и добавить категории.
Любой редактор может снять этот шаблон после оформления и проверки.
Комментарии
Если вы хотите сообщить о проблеме в статье (например, фактическая ошибка и т. д.), пожалуйста, используйте обычную страницу обсуждения.
Комментарии на этой странице могут не соответствовать политике нейтральной точки зрения, однако, пожалуйста, придерживайтесь темы и попытайтесь избежать брани, оскорбительных или подстрекательных комментариев. Попробуйте написать такие комментарии, которые заставят задуматься, будут проницательными или спорными. Цивилизованная дискуссия и вежливый спор делают страницу комментариев дружелюбным местом. Пожалуйста, подумайте об этом.
Несколько советов по оформлению реплик:
- Новые темы начинайте, пожалуйста, снизу.
- Используйте символ звёздочки «*» в начале строки для начала новой темы. Далее пишите свой текст.
- Для ответа в начале строки укажите на одну звёздочку больше, чем в предыдущей реплике.
- Пожалуйста, подписывайте все свои сообщения, используя четыре тильды (~~~~). При предварительном просмотре и сохранении они будут автоматически заменены на ваше имя и дату.
Обращаем ваше внимание, что комментарии не предназначены для размещения ссылок на внешние ресурсы не по теме статьи, которые могут быть удалены или скрыты любым участником. Тем не менее, на странице комментариев вы можете сообщить о статьях в СМИ, которые ссылаются на эту заметку, а также о её обсуждении на сторонних ресурсах.
